咪唑基离子液体的合成、表征及对模型油脱硫性能的研究

发布时间：2018-03-10 02:04

  本文选题：咪唑　切入点：离子液体　出处：《武汉科技大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：针对传统的脱硫方法存在的弊端及考虑到咪唑基离子液体独特的理化性质,本论文系统地研究了咪唑基离子液体的制备以及其对模型油的脱硫性能。实验中首先利用N-甲基咪唑和卤代烷烃经亲核加成反应合成出三种离子液体中间体[Cnmim]Cl(n=4,6,8),再以中间体为原料,制备出了一系列的咪唑基离子液体,然后利用自制的离子液体来对模型油品进行脱硫研究。通过单因素实验考察温度、时间、溶剂等不同条件对咪唑类离子液体产率的影响,得出了[Bmim]BF_4合成的较优条件为:温度为40℃,反应时间为20h,溶剂为甲醇;[Bmim]PF_6合成的较优条件为:温度为40℃,反应时间为2h,溶剂为去离子水;以中间体[Cnmim]Cl和FeCl_3为原料,制备了一系列的含铁基咪唑类离子液体,通过UV、FT-IR、1HNMR、13CNMR、GC-MS等测试手段对所制备出的离子液体进行表征,结果表明:所制备的离子液体的纯度高,分子结构符合要求,为下一步用于模型油的脱硫研究奠定了良好的基础。在用离子液体作为萃取剂的脱硫研究中,考察了萃取时间、萃取温度、剂油体积比、不同含硫组分和萃取级数等因素对脱硫率的影响。在阳离子相同的条件下,离子液体的阴离子对脱硫率有较大的影响,脱硫能力顺序为:[Bmim]PF_6[Bmim]BF_4;离子液体对模型油中不同含硫组分的脱除能力与含硫化合物的电子密度有关,脱硫顺序为:TBTDBT;脱硫率随萃取级数的增加而明显增加。如[Bmim]PF_6经过4级萃取后,其对DBT的脱除率达到97.6%。再以过氧化氢作为氧化剂,考察了含铁基咪唑类离子液体单独直接萃取和氧化-萃取耦合脱硫体系的脱硫性能,通过单因素实验的结果分析,得到了脱硫的最优条件。在此基础上进一步考察了加入过氧化氢后对其它离子液体的脱硫效果,结果表明:脱硫率随离子液体侧链长度的增长而增加,加入过氧化氢后,离子液体与H2O2组成的氧化-萃取脱硫体系脱硫率显著提高,DBT几乎被完全脱除。这是由于在氧化-萃取脱硫体系中,含硫化合物被氧化生成极性更强、在离子液体中溶解性更好的砜和亚砜,从而提高脱硫率。考虑脱硫成本与后处理工艺,最后还研究了离子液体的再生和重复使用性能。针对不同离子液体的性质,主要采用先反萃取再减压蒸馏的方法对咪唑类离子液体进行再生,FT-IR的结果表明:再生前后离子液体的结构基本不变,经重复使用后的离子液体脱硫性能无明显变化,这为其工业应用提供了一定的理论基础。
[Abstract]:Aiming at the disadvantages of traditional desulfurization methods and considering the unique physicochemical properties of imidazol-based ionic liquids, In this paper, the preparation of imidazol-based ionic liquids and their desulfurization properties to model oils were systematically studied. In the experiment, three ionic liquids intermediates [Cnmim] Clenbuterium 4Halogenoalkane were synthesized by nucleophilic addition reaction. Using intermediates as raw materials, A series of imidazolyl ionic liquids were prepared, and the desulfurization of model oils was studied by using self-made ionic liquids. The effects of temperature, time and solvent on the yield of imidazolium ionic liquids were investigated by single factor experiments. The optimum conditions for synthesis of [Bmim] BF_4 were obtained as follows: temperature 40 鈩，

本文编号：1591257